胎膜在設(shè)計(jì)、制造、使用與維修中的幾個(gè)問題

郭偉 曹偉

摘 要:本文從鍛件的設(shè)計(jì)入手,介紹了胎膜的選材、制造及使用維護(hù)方法,提出胎膜在制造過程中,通過正確選用鍛模結(jié)構(gòu)及原材料,采取合理的鍛造和熱處理工藝,將有利于提高模具的壽命,降低鍛件成本,提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞:胎膜鍛造鍛模工藝使用維護(hù)

中圖分類號(hào):R363.2+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0097-01

為提高有些零件的機(jī)械性能,節(jié)省材料,往往用胎膜來鍛成。在保證鍛件質(zhì)量的條件下,要求模具重量輕,操作方便,容易制造,成本低,效率高,壽命長(zhǎng)。

1確定胎膜的結(jié)構(gòu)

根據(jù)鍛件形狀、尺寸、重量、生產(chǎn)批量、設(shè)備情況、制造胎膜的能力等。在保質(zhì)保量、降低模具成本來確定結(jié)構(gòu)形式。(1)摔子結(jié)構(gòu)。(2)扣模結(jié)構(gòu)。(3)套筒模結(jié)構(gòu)。(4)合模結(jié)構(gòu)。(5)沖切模結(jié)構(gòu)。

2確定模膛尺寸、精度、表面粗糙度與胎膜外形尺寸

(1)確定胎膜模膛尺寸和外形尺寸。(2)確定胎膜精度等級(jí)。(3)確定胎膜的表面粗糙度。

3胎膜材料的選擇

胎膜在工作時(shí)承受很大的載荷,表面容易產(chǎn)生龜裂,磨損嚴(yán)重,容易局部塌陷。為了滿足使用要求,胎膜材料應(yīng)具有以下性能:(1)在較高溫度下具有較高的強(qiáng)度,沖擊韌性和耐磨性。(2)有較高的熱硬性,耐熱疲勞性。(3)良好的工藝性能和導(dǎo)熱性4熱處理變形與尺寸變化小和具有抗回火軟化的性質(zhì)。

4胎膜的制造

(1)機(jī)械加工法:常用于精度要求較高,模膛形狀復(fù)雜的胎膜。為簡(jiǎn)化機(jī)械加工可把胎膜分成幾部分切削加工后再拼焊在一起。(2)反印法:用于形狀簡(jiǎn)單,精度要求不高的鍛件。①合模反印法:用半件芯子分別壓入上下模,反引出近似模膛,再用整體芯子復(fù)印,使模膛達(dá)到鍛件要求尺寸,加工出定位孔,打磨,淬火,回火即可使用。小型簡(jiǎn)單鍛件可用整體芯子作初印。芯子尺寸等于熱鍛件尺寸加熱模膛收縮量。收縮量一般可采用1%左右。當(dāng)鍛件高度較大,模膛較深時(shí),反印時(shí)沿模膛周界就要拉縮。故芯子需加厚2mm～3mm,大型芯子需要加厚5mm～10mm,作為反印后模具加工余量。②摔子反印:摔子反印用的芯子與鍛件要摔的部分和形狀尺寸完全相同。例如圓形摔子的反印。為了避免鍛件時(shí)夾料,在反印時(shí)選用一個(gè)比鍛件直徑小的芯子反印后,逐漸加大到大于鍛件直徑的圓棒,反印成橢圓形。然后用鍛件直徑一樣大小的圓棒,修正成鍛件直徑尺寸后,用砂輪修正到胎膜要求的尺寸。

5胎膜的使用和維護(hù)

正確使用和維護(hù)胎膜的主要內(nèi)容有胎膜預(yù)熱、胎膜冷卻、胎膜的潤(rùn)滑、正確的操作方法和及時(shí)翻修胎膜、胎膜保管。(1)胎膜預(yù)熱:胎膜使用前必須均勻預(yù)熱,提高模具材料的沖擊韌性,防止使用時(shí)破裂預(yù)熱溫度一般為150℃～250℃。預(yù)熱方法通常是用燒紅的鐵塊放在模具上預(yù)熱,也可將模具放在爐門口烘烤。預(yù)熱時(shí)應(yīng)注意均勻熱透,并且要防止模膛表面局部回火,降低硬度。測(cè)量預(yù)熱溫度的方法,一般憑經(jīng)驗(yàn)。例如,滴上水滴看是否迅速蒸發(fā)或看胎膜上是否已起黃點(diǎn)。也可用白紙放在胎膜上,看看白紙是否很快變成黃色。重要模具可用表面測(cè)溫計(jì),輻射測(cè)溫儀,測(cè)溫合金,快速測(cè)溫筆等來測(cè)量胎膜預(yù)熱溫度。(2)胎膜的冷卻:胎膜在使用過程中必須隨時(shí)進(jìn)行冷卻,保證胎膜的工作溫度不要超過400℃,否則會(huì)產(chǎn)生局部回火,使模膛硬度軟化而塌陷、龜裂。常用的冷卻方法有水冷、噴霧、吹風(fēng)、輪換等幾種方法。①水冷:一般碳素工具鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼制造的胎膜可用水冷,對(duì)于5CrMnM。等熱模具鋼與合金工具鋼制造的胎膜,則需要在40℃～60℃的熱水中冷卻。②噴霧和冷風(fēng):用壓縮空氣將食鹽水噴霧狀噴在胎膜上冷卻或直接用壓縮空氣吹在胎膜上冷卻。③胎膜輪換:在大批量生產(chǎn)時(shí)可用多付胎膜輪換使用,保證胎膜冷卻。(3)胎膜的潤(rùn)滑:胎膜使用時(shí)加潤(rùn)滑劑,減小阻力,減少摩擦,促使金屬容易流動(dòng),便于充滿模膛,降低鍛件表面粗糙度,減少胎膜磨損,提高胎膜使用壽命。潤(rùn)滑劑可用廢機(jī)油或機(jī)油與石墨的糊狀混合物,也可用飽和食鹽水,但注意它對(duì)某些鋼種容易引起裂紋,例如對(duì)3Cr2W8鋼,食鹽水對(duì)定位銷也有銹蝕作用。(4)正確的操作方法:正確操作是延長(zhǎng)胎膜壽命,提高鍛件質(zhì)量的關(guān)鍵,故要十分重視。當(dāng)坯料進(jìn)入模膛前必須去凈氧化皮,操作要迅速,避免鍛件在胎膜內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng),飛邊發(fā)黑,有剛性沖擊現(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即停止錘擊,趈面要經(jīng)常保持平整,有凹陷時(shí)應(yīng)及時(shí)修理后再使用。(5)及時(shí)翻修胎膜:胎膜發(fā)現(xiàn)有缺陷時(shí)要及時(shí)修理,一般可用堆焊局部缺陷,當(dāng)模膛出現(xiàn)裂紋時(shí),可在模具外圈,熱套上套圈。(6)胎膜保管:要建立胎膜使用、管理制度。鍛造完畢,應(yīng)把胎膜送工具庫或指定地點(diǎn),擦凈油污,涂上重油,以防銹蝕,保證其表面光潔。此外,設(shè)備能力對(duì)胎膜鍛造影響較大。設(shè)備能力過小時(shí),會(huì)造成金屬充不滿胎膜模膛,鍛打火次多,金屬損耗大,降低胎膜壽命,生產(chǎn)效率低。若設(shè)備能力過大時(shí),容易打碎胎膜,過多的消耗動(dòng)力,并降低了設(shè)備有效的利用。

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